生物标志物在肺栓塞中的研究进展

白梦茹 尤青海

肺栓塞是呼吸系统常见病，发病率高和死亡率高，是位于心衰和休克之后的第三大心血管死亡事件。急性肺栓塞(acute pulmonary embolism，APE)的临床症状、体征无特异性，与肺炎、慢性阻塞性肺疾病急性加重、急性主动脉综合征、急性心肌梗塞和急性心功能不全等鉴别困难，导致APE的临床误诊率和漏诊率极高。因此，临床肺栓塞的及时诊断和风险评估显得极为重要，及早发现风险高、预后差的患者，可以提高急性PE患者的生存率。肺栓塞诊断和风险评估指标有多种，如CT肺动脉造影(CT pulmonary angiography, CTPA)、血压、肺栓塞严重指数(pulmonary embolism severity index, PESI)、右心功能不全的心电事件和下肢深静脉超声等，这些指标都有一定缺陷，如缺乏阳性预测价值、繁琐或者昂贵。临床诊治过程中选择合适的生物标志物(biomarkers)有助于疾病的诊断、风险评估、病情进展、评估预后等，可参与肺栓塞整个诊治过程。本文就临床常用肺栓塞相关生物标志物的研究进展做一综述，期待为肺栓塞临床诊断、分层、治疗以及预后提供依据。

心脏型脂肪酸结合蛋白

脂肪酸结合蛋白(fatty acid-binding protein，FABP)是脂质结合蛋白超家族成员，由16个成员组成，每个成员均由不同的基因编码。FABP3又叫心脏型脂肪酸结合蛋白(H-FABP)，是心肌损伤的早期且敏感标记物，与急性冠脉综合征诊断、预后相关，在发生心肌损伤的其他情况下(如急性充血性心力衰竭和急性肺栓塞等)具有作为预后标志物的潜在作用[1]。H-FABP参与急性PE患者的危险性分层，与急性肺栓塞的预后密切相关[2]。Dellas等[3]研究发现在sPESI=0(Simplified pulmonary embolism severity index，简化肺栓塞严重指数)的低危患者(n=271)中，H-FABP升高组患者的PE相关并发症发生率为4.3%，而H-FABP正常组患者的PE相关并发症发生率为0.4%；H-FABP升高组患者年龄更大，临床合并症更多(例如肾功能不全、慢性肺部疾病等)，预后较差。与超敏肌钙蛋白(High-sensitivity troponin, hs-Tn)、脑利钠肽(B-type natriuretic peptides，BNP)和N端前BNP(NT-proB-type natriuretic peptides，NT-proBNP)相比，H-FABP是短期肺栓塞相关不良事件和全因死亡率的最强预测指标，并且死亡率的阴性似然比最低[1]。肺栓塞患者发生心肌损伤后，H-FABP因其体积小和游离的细胞质定位，而迅速从肌细胞释放到体循环中，即使是心室压力的短期改变，也可观察到这种所谓的“心肌细胞损伤”。因此，H-FABP可作为肺栓塞早期诊断、风险评估、判断预后的生物标记物。

血细胞参数

血细胞参数，临床获得容易且几乎无创，其中与肺栓塞诊断、危险分层以及预后评估有关的血细胞参数有红细胞分布宽度(red cell distribution width，RDW)、中性粒细胞/淋巴细胞比值(neutrophil-to-lymphocyte ratios, NLR)和血小板/淋巴细胞比值(platelet-to-lymphocyte ratios, PLR)等[4]。

RDW是红细胞体积异质性的参数，是血常规中的一项指标，可预测肺栓塞发生，并与肺栓塞严重程度和肺栓塞预后有关[5]。RDW作为急性PE的独立危险因素，与肺栓塞患者的30天死亡率有关，敏感性和特异性取决于RDW的临界值(从14.5%到16.25%)。Turgay Yldrm研究[6]发现，RDW与肺栓塞患者的30天死亡率、90天死亡率、100天死亡率及长期死亡率有关，故RDW可以预测肺栓塞患者的预后，特别是和PESI联合应用。近期一项荟萃分析[5]发现，RDW与PE的预后呈正相关(HR=1.19，95%CI 1.10～1.29，I2=73.4%；P<0.001)，RDW升高组患者的死亡率更高，但是结果存在异质性，可能是因为发生偏倚及样本量少。肺栓塞急性期，RDW水平显著增加主要归因于炎症因子增加、骨髓功能受抑、红细胞成熟下降以及氧化应激增加，但肺栓塞患者RDW升高与死亡风险相关的机制目前尚不明确。

NLR和PLR也是临床易获得的血常规相关生物标记物，与肺栓塞诊断、危险分层以及预后评估有关。 研究[7]发现NLR和PLR可以预测APE患者的全因死亡率(n=191，28名患者死亡)：与生存组比较，死亡组NLR和PLR水平显著升高；非大面积、次大面积和大面积肺栓塞组，存在显著差异的是PLR水平，而非NLR；升高的NLR和PLR均与全因死亡率相关：NLR截断值为5.46时，预测肺栓塞患者全因死亡率的敏感性为75%，特异性为66.9%；PLR截断值为256.6时，预测肺栓塞患者全因死亡率的敏感性为53.675%，特异性为82.2%；无论是NLR还是PLR均与PESI或sPESI呈正相关[7]。Köse等[8]也研究了NLR、PLR在肺栓塞患者中的作用，发现NLR、PLR与肺栓塞患者的预后相关。肺栓塞死亡患者NLR、PLR显著升高与其炎症状态密切相关[7]：(一)APE患者中性粒细胞和巨噬细胞浸润肺动脉壁和右心室；(二)肺动脉高压时，起源于血小板、淋巴细胞和内皮细胞的血清前炎症因子微粒和前凝血因子微粒增加；(三)肺栓塞时急性炎症反应导致血小板活化、中性粒细胞聚集增加；(四)在系统性反应中，因肾上腺素和糖皮质激素释放导致淋巴细胞计数可能下降。综上，来自常规实验室检查的NLR和PLR能提供足够的系统性炎症反应信息，可作为新的生物标志物建立肺栓塞风险预测模型，从而提高风险评估的准确性。

肌钙蛋白

肌钙蛋白是心肌损伤的标志物，也是肺栓塞危险分层指标。肺栓塞患者肌钙蛋白升高，提示发生了心肌损伤，肌钙蛋白水平越高，提示心肌损害越严重，预后越差。Mirambeaux[9]等研究了肌钙蛋白和超声心动图在血压正常肺栓塞患者中的作用，发现-肌钙蛋白/-回声组患者(-回声指超声心动图示无右心室扩张、右心室自由壁运动减退，三尖瓣反流喷射速度≤2.6 m/s)30天不良结局(如死亡、循环衰竭、PE复发、个别不良事件等)的发生率为4.6%，+肌钙蛋白/ -回声患者30天不良结局发生率为13.5%；-肌钙蛋白/+回声患者(+回声指超声心动图示右心室扩张、右心室自由壁运动减退或三尖瓣反流喷射速度> 2.6 m / s)30天不良结局发生率为11.9%，+肌钙蛋白/+回声患者30天不良结局发生率为16.9%，肌钙蛋白阳性患者风险大、预后差。在PE的患者中，[9]肌钙蛋白和超声心动图检查的结果，似乎存在风险梯度，因此影像学上的RV功能障碍与实验室生物标志物升高的患者预后较差。

BNP

BNP由心室肌细胞合成、分泌，心室负荷和室壁张力的改变可刺激BNP分泌增加，是提示心力衰竭的指标。肺栓塞患者右心室后负荷增加时，室壁张力增高导致BNP水平升高，BNP升高水平与右心功能不全和血流动力学紊乱严重程度有关，BNP参与肺栓塞的危险分层，也是评估肺栓塞预后的指标。Borz-Baba[10]等研究发现在发生肺栓塞的高危人群三级肥胖患者中，BNP<100pg/mL和肌钙蛋白T<0.03ng/mL的联合诊断肺栓塞的阴性预测值为98.8%，BNP≥100pg/mL和肌钙蛋白T≥0.03ng/mL联合诊断肺栓塞的阴性预测值为10.8%；使用BNP和肌钙蛋白T作为连续变量的逻辑回归分析确定，只有BNP是诊断为肺栓塞的三级肥胖患者30天死亡率的的独立预测因子。故肌钙蛋白正常患者排除肺栓塞的风险低、预后较好。

D二聚体

D-D是血液中纤维蛋白的降解产物，D-D水平升高，说明体内存在高凝状态和继发性的纤维蛋白溶解亢进。因此，D-D浓度对血栓性疾病的诊断、疗效评估和预后判断具有重要的意义。但在其他疾病状态下D-D也可显著升高，如感染、肿瘤、出血、外科手术、坏死等，故D-D阳性预测值较低(诊断肺栓塞的敏感性为97%，特异性20%～50%)，诊断APE并无优越性，但D-D阴性预测值较高，D-D在正常范围内几乎可排除肺栓塞的诊断。D-D诊断特异性随年龄增高而逐渐下降，以年龄调整临界值可提高D-D对老年患者的诊断特异性。 Uzelener等[11]研究了年龄调整的D-D临界值的范围[年龄×(10-15)]在年龄大于65岁的老年患者中肺栓塞诊断的价值，发现D-D临界值选择越高，诊断肺栓塞的灵敏度越低，故老年人不支持使用较高水平的D-D临界值诊断肺栓塞。

在急性胸痛和急性呼吸困难的病因诊断中，D-D也存在优势。急性肺栓塞、急性心肌梗死、急性主动脉夹层，都是致命性胸痛的病因，故同时具有呼吸困难、胸痛、心电图改变、D-D和心肌标志物升高的患者，明确诊断相对困难。Kim Jong Yoon等[12]研究发现D-D/cTn比值是简单和有用的生物标志物，可鉴别APE与伴有心肌肌钙蛋白升高的NSTEMI(non-ST elevation myocardial infarction，非ST段抬高型心肌梗死)；在D-D/cTn比值>1.82的具有急性胸痛和呼吸困难患者中，选择CTPA可能有利于鉴别诊断，从而可避免不必要的侵袭性操作如冠脉造影。因此，D-D和cTn可用于致命性胸痛病因诊断，两者比值，在鉴别诊断中的价值更大。

其他：血尿酸、血葡萄糖

肺栓塞患者应用生物标志物的最初目的是预测死亡风险和指导治疗方案，除以上临床使用广泛的D-D、BNP和cTn外，血尿酸、葡萄糖等可能也作为肺栓塞的生物标志物。Joo Hee Lee等研究血液生物标志物在unprovoked型APE(不存在肺栓塞已知危险因素患者)中的意义，[13]发现发生预后不良结果的患者与无预后不良结果的患者相比，其WBC计数、血红蛋白、尿酸、葡萄糖、乳酸脱氢酶、肌钙蛋白I和BNP的浓度明显升高。单因素逻辑回归分析表明，血红蛋白、尿酸、葡萄糖、CK-MB和BNP浓度与不良预后显著相关。多因素逻辑回归分析显示，血尿酸水平(OR=1.342)、血葡萄糖浓度(OR=1.008)以及血红蛋白浓度(1.627)均能有效预测unprovoked型APE不良综合预后。升高的尿酸浓度以及高血糖，是多种心血管疾病的危险因素和静脉血栓栓塞发生的危险因子，血尿酸水平升高与未来VTE复发风险增加有关[14]。因为尿酸是前氧化因子和前炎症因子，可导致内皮功能失调，参与静脉血栓栓塞的发生发展，而肺栓塞患者的低氧、肺动脉高压，以及下降的心脏输出均可诱导血尿酸水平升高，增加的血尿酸水平可以预测肺栓塞的严重性和短期死亡率；肺栓塞患者应激相关激素，如儿茶酚胺、生长激素、皮质醇的分泌和释放增加导致高血糖，高血糖可激活凝血系统、下调纤溶系统、减少保护性的多糖-蛋白质复合物层直接干扰内皮细胞功能，而这反之与高胰岛素血症伴行，导致更强的高凝状态，因此，高血糖和APE发生、死亡率关系密切[14]。

肺栓塞的临床表现及体征缺乏特异性，并且与心肺相关疾病鉴别困难，如急性心肌梗死、主动脉夹层破裂、慢性阻塞性肺疾病急性加重等，高漏诊率和误诊率使肺栓塞患者致残率及死亡率均高，因此，选择有效的生物标记物对肺栓塞早期诊断、病情进展、风险评估至关重要。肺栓塞相关生物标志物反映了机体在疾病状态时特殊的病理生理，这些生物标志物大都存在一致性、可重复性的特点，但特异性方面仍有不足，临床联合检测，有助于提高诊断的准确性。本文描述的临床肺栓塞相关生物标志物，主要是来自外周静脉血标本，包括心脏受损相关指标(肌钙蛋白、BNP等)、止凝血相关指标(D二聚体)、生化相关指标(血尿酸、葡萄糖等)、血常规相关指标(RDW、NLR和PLR)等，为更多的了解肺栓塞，新的生物标记物有待探讨和研究。如Galectin-3结合蛋白是系统性红斑狼疮静脉血栓栓塞的新预测因子，G3BP水平与VTE风险增加显著相关[15]，为进一步诊断、评估、分层以及判断肺栓塞预后提供了思路。